安徽省自然科学基金项目.pdf

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1、安徽省自然科学基金项目结题报告项目编号050460203项目名称半导体自旋电子学中铁磁与半导体界面及自旋注入的理论研究承担单位中国科学技术大学物理系项目主持人吴明卫安徽省自然科学基金委员会办公室二○○七年制一、结题项目简表项目编号050460203项目主持人吴明卫项目名称半导体自旋电子学中铁磁与半导体界面及自旋注入的理论研究实际参加高级中级初级研究生其它人数（职称分15布）计划完成年月2006年12月研究期限实际完成年月2006年12月发表论文（篇）16其中：SCI收录（篇）16EI收录（篇）ISTP收录（篇）8(7个为邀出版专著（万字）参加学术

2、会议（人次）8其中：国际会议请报告)申请发明专利其它专利研究科技成果（项）已推广应用成果（项）（项）（项）成果学术国家级省部级其它人才博士后博士硕士奖励培养(项)(名)25其中:国家自然科学基金（项）1经费(万元)27争取国家课题（项）1其中:973计划(项)经费(万元)其中:国家攻关计划(项)经费(万元)资助经费（万元）5现帐户余额（万元）0二、项目完成情况围绕着自旋电子学中自旋注入、自旋输运及自旋的进动、驰豫、去相位这些重要问题，从多体、单体以及介观物理三个层面展开研究，超额完成了研究计划，取得了一系列有特色的创新性成果。二年来，共完成SCI

3、论文16篇，其中Phys.Rev.B9篇；Appl.Phys.Lett.1篇；J.Appl.Phys.4篇，Phys.Lett.A及Chin.Phys.Lett.各1篇。这些论文被他人引用（包括在arxiv上被他引）42次，最高单篇他引12次。分别被邀请在2005年美国的ACS会议、日本的IEEE-Nano2005及巴西的拉美表面科学会议上作邀请报告。2006年被邀请在俄罗斯Ioffe研究所举办的半导体冬季学校上作1个半小时的（只有两个邀请报告为1个半小时）自旋电子学讲座。今年又被邀请，在2007年哥伦比亚举办的LDSD-2007、白俄罗斯举办的

4、Nano-2007及美国举办的FOPS-2007国际会议上作邀请报告。此外，分别用中英文完成1了两篇总结文章，分别以一个章节发表在新加坡WorldScientific和中国科学出版社的两本书中。下面，我们分几个方面报告我们的研究成果。由系综MonteCarlo研究自旋输运及注入我们用系综MonteCarlo方法研究了自旋的注入：指出了自旋电注入极为困难的缘由。并且指出了文献中被用到的该方法在研究自旋输运中存在的问题。[1]Y.Y.WangandM.W.Wu，"Schottky-barrierinducedspinrelaxationinspini

5、njection",Phys.Rev.B72,153301(2005).自旋扩散及自旋输运1.我们在我们以前工作的基础上，更进一步，将电子—电子相互作用首次引入输运方程，进而研究了库仑拽引的效应。并提出了一系列新的现象。[2]L.Jiang,M.Q.Weng,M.W.Wu,andJ.L.Cheng,"Diffusionandtransportofspinpulsesinann-typesemiconductorquantumwell",J.Appl.Phys.98,113702(2005).2.更进一步，我们发展了一套新的求解自旋输运方程的模式，

6、可以用较小的CPU时间得到高精度的自旋输运解，并进而给出了决定自旋输运的非均匀扩展的表达式.[3]J.L.ChengandM.W.Wu,"Spindiffusion/transportinn-typesemiconductorquantumwells",J.Appl.Phys.101,073702(2007).自旋迟豫与自旋去相位1.我们发展了在自旋动力学框架下处理声学声子的方法，把我们的自旋动力学理论扩展到了低温区域。我们的理论结果可以从20K到300K和实验完全符合，并且无拟合参量。更为重要的是：我们预言了一个在自旋寿命–温度曲线中完全由库仑

7、散射导致的峰。这一预言有着非常重要的意义：由于本人在2000年最早指出库仑散射对自旋去相位有着极为重要的意义。而在国际上普遍认为库仑散射是不对自旋去相干有任何作用的。2002年英国的Harley实验组间接证明库仑散射对自旋寿命有作用，但是国际上目前对这一观点并无统一认识。而我们提出的峰，是完全由库仑散射导致的，相当于库仑散射在自旋寿命–温度曲线中的指印，一旦在实验中作出此峰，就可给出库仑散射在自旋去相位中的直接证据，因而极为重要。Referee专门指出:“Thepredictionofthepeakinthespinrelaxationtime(

8、SRT)atlowtemperaturesasafootprintofCoulombscatteringeffectsinthequan